## Potensi Carvacrol Dalam Daun Bangun-bangun Sebagai Antimikroba dan Imunostimulator
Hilna Khairunisa Shalihat
Mahasiswa Program Studi Ilmu Gizi Kekhususan Ilmu Gizi Klinik Fakultas Kedokteran Indonesia, Jakarta, Indonesia

## ABSTRAK
Daun  Bangun-bangun  ( Coleus amboinicus, L) merupakan  salah  satu  tanaman  obat  yang  banyak  dikonsumsi  di  daerah  Tanah  Karo  dan sekitarnya. Daun Bangun-bangun mengandung senyawa calvacrol yang dipercaya berkhasiat sebagai bahan antimikroba. Beberapa penelitian menunjukkan aktivitas antimikroba spektrum luas calvacrol terhadap hampir setiap bakteri Gram positif dan Gram negatif. Selain itu, calvacrol juga dapat digunakan sebagai antifungi. Penelitian pada hewan coba menunjukkan potensi calvacrol sebagai imunostimulator.
Kata Kunci : antimikroba, calvacrol , Coleus amboinicus, Daun Bangun-bangun

## ABSTRACT
Coleus amboinicus L is a herbal used mostly in Tanah Karo. It’s ingredient is calvacrol, it is believed to have antimicrobial effect. Experiments showed broad spectrum antimicrobial activity towards Gram positive and Gram negative bacteria; also can act as antifungal. Animal studies showed its potential as immunostimalator. Hilna Khairunisa Shalihat. Potency of Bangun-bangun Leaves as Antimicrobial and Immunostimulator Keywords : antimicrobial, calvacrol, Coleus amboinicus
PENDAHULUAN
Obat tradisional telah dikenal luas pemakaiannya  di  Indonesia  baik  untuk pemeliharaan  kesehatan  atau  sebagai alternatif  pengobatan  penyakit-penyakit tertentu 3 dan  secara  empirik  telah  terbukti khasiatnya. 1 Namun,  tanpa  kajian  ilmiah  obat tradisional  tidak  dapat  digunakan  untuk pelayanan kesehatan modern.
Daun  Bangun-bangun  ( Coleus amboinicus , L ) merupakan salah satu tanaman obat yang banyak dikonsumsi di daerah Tanah Karo dan sekitarnya.  Tanaman  ini  adalah  salah  satu etnobotani  Indonesia  yang  secara  turun- temurun  dimanfaatkan  masyarakat  Sumatera Utara  sebagai  menu  sayuran  sehari-hari  dan terutama disajikan untuk ibu baru melahirkan karena  dipercaya  berguna  memulihkan stamina. 4 Tanaman  ini  batangnya  berbentuk bulat dan sedikit berambut, jarang berbunga (warnanya  ungu  putih)  namun  mudah sekali  dibiakkan  dengan  stek  dan  cepat berakar  di  dalam  tanah. 5 Daun  Bangun- bangun  mengandung  senyawa calvacrol
yang  dipercaya  berkhasiat  sebagai  bahan antimikroba. 4
Carvacrol adalah  komponen  minyak  esensial yang telah terbukti menunjukkan penekanan aktivitas  mikroba. 6 Beberapa  penelitian menunjukkan  aktivitas  antimikroba  spektrum luas  c arvacrol terhadap  hampir  setiap bakteri  Gram-positif  dan  Gram-negatif. 4,7 Selain  itu,  c arvacrol juga  dapat  digunakan sebagai  antifungi. 4,6 Penelitian  pada  hewan coba menunjukkan potensi calvacrol sebagai imunostimulator . 4 Calvacrol dapat meningkatkan  aktivitas  fagositosis  sehingga dapat  meningkatkan  kerja  sistem  imun. 6 Tulisan  ini  memaparkan  potensi carvacrol dalam daun Bangun-bangun sebagai antimikroba dan imunostimulator untuk obat penyakit infeksi.
Bangun-bangun ( Coleus amboinicus Lour )
Tanaman
Bangun–bangun tumbuh menyerupai  semak,  tidak  berumbi  dan percabangannya cenderung berbentuk galah. Daunnya  tumbuh  berhadapan,  tunggal, tebal, berdaging. Panjang tangkai daun 2–4,5
cm,  berbentuk  agak  bundar  seperti  jantung dengan  luas  5-7  x  4-6  cm.  Pada  keadaan segar,  helaian  daun  tebal,  berwarna  hijau muda,  kedua  permukaan  berbulu  halus dan  berwarna  putih,  sangat  berdaging  dan berair,  tulang  daun  bercabang–cabang  dan menonjol.  Sedangkan  pada  keadaan  kering, helaian  daun  tipis  dan  sangat  berkerut, permukaan  atas  kasar,  berwarna  coklat,  tepi daun bergerigi kecuali bagian pangkal. 7
Plantamor mengelompokkan tanaman Bangun-bangun termasuk
kingdom Plantae (Tumbuhan)  dengan  subkingdom
Tracheobionta (Tumbuhan  berpembuluh). Tanaman spermatophyta ini  termasuk  dalam divisi Magnoliophyta (tumbuhan  berbunga), kelas Magnoliopsida (dikotil), famili Lamiaceae , genus Coleus , species Coleus amboinicus Lour.
Daun  bangun-bangun  ( Coleus amboinicus)
mengandung minyak
atsiri 0,2%,
mengandung carvacrol serta isopropyl-o- kresol ,  fenol , sineol  dan  kalium  6,4%.  Ekstrak daun  yang  didestilasi  dengan  tenaga  uap tinggi  diketahui  mengandung  minyak  atsiri sebesar  0,5%  dan  senyawa  heksan  sebesar 6,5%. 6 Sampai  saat  ini,  telah  teridentifikasi sekitar  30  komponen  kimia  dalam  minyak atsiri  dan carvacrol (50-90%)  merupakan senyawa  utama. 6 Phytochemical database melaporkan  bahwa  dalam  daun  ini  terdapat kandungan vitamin C, vitamin B1, vitamin B12, beta karoten, niasin, carvacrol , kalsium, asam- asam lemak, asam oksalat, dan serat. 6
Carvacrol sebagai Antimikroba Staphylococus aureus Penelitian efek antimikroba senyawa carvacrol biasanya menggunakan Staphylococus aureus sebagai bakteri uji. 8 Hasil studi Xu menunjukkan adanya  penurunan  jumlah  bakteri  yang mencolok  pada curve time kill dengan  dosis 200  mg/L carvacrol pada  6  jam  pertama. Hal ini  berkenaan  dengan  kemampuan carvacrol meningkatkan permeabilitas membran sel.  Gugus phenolic hydroxyl akan  berikatan dengan  bagian  hidrofilik dan  cincin  benzena akan  berikatan  pada  bagian  hidrofobik pada lipid bilayer membran  sitoplasmik sehingga  akan  mengganggu  sistem  koloid dan  mengakibatkan  penggumpalan  dan pengendapan  protein. 9 Kerusakan  protein akan menurunkan tegangan permukaan dan memicu bocornya materi sel seperti ion, ATP dan asam nukleat.
Selain itu, carvacrol juga dapat mengganggu depolarisasi  membran  dengan  menurunkan potensial membran. Hal ini diduga karena grup hidroksil  yang  bekerja  sebagai protonophore akan  menyisip  dan  kemudian  mengubah struktur fisik dan kimia membran sitoplasma, akhirnya  mempengaruhi  susunan  dan stabilitas  lapisan bilayer membran  sehingga proton keluar dari membran. 10
Carvacrol efektif sebagai antimikroba Staphylococus aureus MRSA (ATCC 6538) dan Staphylococus aureus (ATCC  2593). 11 Aktivitas  antimikroba  diukur  berdasarkan luasnya zona penghambatan yang berbentuk
lingkaran  di  sekitar  koloni  bakteri pada agar  Mueller  Hinton. 11 Percobaan in vitro dan in vivo menunjukkan carvacrol sangat aman  digunakan  dalam  pengobatan  infeksi multiresisten. 11
Carvacrol sebagai Antimikroba Escherecia coli
Patogenitas E.coli dapat dilihat dari kemampuannya  bergerak  dengan  flagela, makin  baik  pergerakan  flagela  akan  makin patogen. Efek carvacrol pada E.coli ditunjukkan dengan kemampuannya menghambat pergerakan  flagela  dan  mencegah  sintesis flagela. 12
Gambar 3. Proton Motive Force 10
Gambar 2. Protonophore
Carvacrol menghambat  mobilisasi E.coli dengan  mengganggu proton motive force. Proton motive force adalah  proses  pada membran mitokondria yang mampu menghasilkan ATP (energi) yang diinisiasi oleh proton.  Terganggunya proton motive force oleh carvacrol akan mengurangi produksi ATP sehingga  menghambat  pergerakan  flagela dan akhirnya mengurangi patogenitas E.coli. 12
Selain  menghambat  pergerakan, carvacrol juga  mampu  menghambat  sintesis  flagela, dimulai  dari  pembentukan  kondisi  yang mengganggu  enzim.  Kondisi  ini  muncul akibat  peningkatan  komposisi  asam  lemak tidak jenuh membran sel. Selanjutnya, terjadi aktivasi Heat Shock Protein 60 yang  berfungsi memodifikasi  protein  yang  telah  disintesis ribosom agar mampu melakukan aktivitas sel, misalnya  memperbaiki  komposisi  membran sel, meningkatkan sintesis enzim penting, dan sebagainya.  Terbentuknya heat shock akan menghambat  sintesis  normal  flagela;  bakteri akan  terlebih  dahulu  memodifikasi  protein untuk  mengembalikan  kondisi  normalnya yang telah diganggu oleh carvacrol sehingga mengurangi protein untuk sintesis flagela. 12
Carvacrol sebagai Antifungi Candida albicans Senyawa  fenol  dalam carvacrol dapat mengeliminasi pertumbuhan vegetatif fungus melalui  denaturasi  protein  dan  mengurangi surface-tension yang meningkatkan permeabilitas. 13 Sama  seperti  efeknya pada bakteri,  reaksi  dengan  protein  sel  akan
merusak  sistem  koloid  sehingga  terjadi koagulasi dan presipitasi protein dan memicu proses eliminasi. Koagulasi protein sel mikroba akan menyebabkan distraksi metabolisme dan menurunkan  tegangan  permukaan  sehingga meningkatkan permeabilitas membran sel  yang  menyebabkan  cairan  masuk  dan mengeliminasi jamur. 10
Koagulasi protein juga menghambat germinasi dan pembentukan filamen sehingga akan  menghambat  invasi  jamur  ke  jaringan tubuh. Minimum Inhibition Concentration (MIC) carvacrol untuk menghambat germinasi C. albicans yaitu:  0,062mg/mL  dalam  24 jam  sedangkan  MIC  untuk  menghambat pembentukan  filamen  yaitu:  0,125mg/mL. Senyawa carvacrol daun  Bangun-bangun menunjukkan  efek  antifungi  yang  sama dengan ampothericin B  dan nystatin . 14
Calvacrol pada  daun  Bangun-bangun  juga terbukti  memiliki  efektivitas  antifungi  yang sama dengan nystatin. 15

## Struktur yang Berperan sebagai Antimikroba
Veldhuizen,  dkk. 16 mencoba  menentukan struktur  yang  dibutuhkan  dalam  aktivitas antimikroba carvacrol .  Kelompok  I  terdiri dari  3  senyawa: 3-isopropylphenol, o-kresol dan p-cymene sebagai  hasil  pemotongan setiap  cincin  benzene carvacrol .  Kelompok II  terdiri  dari 2-amino-p-cymene dan 3,4-dimethylcumene yang  merupakan  grup amino, metil dan hidroksil carvacrol . (Gambar 5).
Gambar 5. Struktur  senyawa  pada  percobaan carvacrol. 16
Pemotongan  cincin  substituen carvacrol dapat  menurunkan  aktivitas  antimikroba. Pemotongan  menjadi 3-isopropylphenol dan o - kresol menurunkan aliphatic side chains carvacrol ,  yang  dapat  mempengaruhi  awal interaksi  senyawa  dengan  membran  bakteri sehingga  mengurangi  aktivitas  antimikroba. Di  sisi  lain,  kurangnya  aktivitas  antimikroba p - cymene disebabkan  oleh  kurangnya kelompok  hidroksil. 17 Pengaruh  kelompok hidroksil  carvacrol  tidak  dapat  ditentukan hanya  dengan  membandingkannya  dengan p-cymene,  karena  senyawa  ini  tidak  larut dalam air. Oleh karena itu digunakan 2-amino- p-cymene ,  analog  amino carvacrol yang memiliki  sifat  hidrofobik  dan  karakteristik struktural sama, memiliki karakteristik menghancurkan  membran  dan  membunuh bakteri seperti carvacrol . 16,17
Minimum inhibitiary= concentration (MIC) menunjukkan  bahwa  kelompok  hidrofilik pada  cincin  benzena  cukup  adekuat  untuk aktivitas antimikroba. Senyawa amphipathicity seperti carvacrol dan 2 - amino - p - cymene dapat dijadikan prasyarat untuk menentukan tujuan  optimal  pada  membran  bakteri. Gugus  hidroksil  berinteraksi  dengan  bagian polar  membran,  sedangkan  cincin  benzena berada  di  bagian  dalam  membran  bakteri. Peningkatan  3  kali  lipat  MIC  untuk amino - p - cymene menunjukkan  keterlibatan  kelompok Gambar 6. Intracellular calcium immobilization 20
hidroksil dalam pembentukan ikatan hidrogen, karena amino kelompok ini memiliki kapasitas jauh  lebih  rendah  untuk  membentuk  ikatan. Ikatan  hidrogen  lebih  mudah  terjadi  dengan fosfat atau ester yang terkait dengan fosfat di membran sel. 17
Keasaman  senyawa  fenol  dibandingkan senyawa aniline-based seperti 2-cymene amino-p juga penting dalam mempengaruhi aktivitas  antimikroba.  Meskipun  hanya  asam lemah (pKa kecil), kapasitas menyumbangkan proton  dapat  terlibat  dalam  mekanisme kerja carvacrol . Carvacrol menyebar melewati
membran  bakteri  saat  pertukaran  proton yang  bersifat  asam  dengan  kation  sehingga mengganggu elektrolit dalam sitosol. Senyawa 2 cymene-amino-p menunjukkan afinitas pada senyawa hidrokarbon membran bakteri. 17 Selain  itu,  aktivitas  mentol 2-isopropyl-5-methylcyclohexanol yang rendah dapat  menyebabkan  lepasnya  elektron  di cincin  strukur  yang  mengikat  elektron  untuk aktivitas  antimikroba.  Aktivitas  antimikroba berhubungan  dengan  konsentrasi  proton, carvacrol  berdifusi  melewati  membran bakteri kemudian mengganti proton dengan kation  ke  sitosol  sehingga  terjadi  perubahan
konsentrasi. 17 Penelitian masih terus dilakukan untuk  mendeteksi  struktur carvacrol yang berperan.  Interaksi  kompleks  semua  unsur yang  terkandung  dalam  carvacrol  berperan dalam aktivitas antimikroba senyawa ini. 17

## Stimulasi Daun Bangun-Bangun Terhadap Sistem Imun
Daun Bangun-bangun mampu meningkatkan pertahanan tubuh dengan cara meningkatkan sifat fagositik sel netrofil. Hasil penelitian pada tikus  memperlihatkan  peningkatan  aktivitas fagositosis  sebesar  50%  pada  kelompok perlakuan  daun  Bangun-bangun  dosis  19,0 g/kgBB.  dan  60%  untuk  kelompok  perlakuan daun  Bangun-bangun  dosis  31,5  g/kgBB. selama  30  hari,  sedangkan  di  kelompok kontrol  aktivitas  fagositosis  meningkat  10%. Pada  hari  ke-60  aktivitas  fagositosis  netrofil sebesar  80%,  sedangkan  kelompok  kontrol 10%  ( p <0,05).  Dosis  dalam  percobaan  ini ditentukan berdasar konversi konsumsi harian masyarakat Batak, yaitu 150 g/50 kgBB. 18
Aktivitas  fagositosis  dipengaruhi  oleh  faktor fagosit,  faktor  bakteri  yang  difagosit  dan lingkungan.  Faktor  fagosit  adalah  umur  sel neutrofil,  ketersediaan  energi  untuk  proses fagositosis,  integritas  komponen  seluler dan  kemotaksis  sel  netrofil.  Faktor  bakteri yang  difagosit  meliputi  susunan  dinding  sel bakteri,  ada  tidaknya  kapsul,  toksin  dan  sifat permukaan  bakteri.  Faktor  lingkungan  yang berpengaruh adalah suhu tubuh individu, pH darah atau cairan tubuh individu, osmolaritas, komposisi  ionik  dan  tegangan  permukaan darah atau cairan tubuh individu. 19
Chan, dkk. 20 mengemukakan bahwa carvacrol dapat merangsang mobilisasi kalsium intrasel yang  akan  mengaktifkan  subgrup  38  MAPKs (Mitogen Activated Protein Kinase). Pada percobaan  dengan  Jurkat  T  cell  dan  THP-1, carvacrol merangsang  aktivitas  translasi  yang bergantung-fosforilasi sehingga mengaktifkan T-cell.  Aktivasi  subgrup  38  MAPKs  dan  T  cell akan meningkatkan produksi sitokin terutama interleukin-12 (IL-12) dan Tumor Necrosis Factor- α (TNF- α ). IL-12 dan TNF- α inilah yang berfungsi  merangsang  kerja  sistem  imun manusia.
IL-12  merangsang  proliferasi  limfoblas  yang diikuti  dengan  aktivasi  sel  tersebut.  Selain itu,  IL-12  juga  mengaktifkan  sel Natural Killer (Ivan, 2003) dan aktifitasnya diatur oleh TNF- α .
Ca 2+
Gambar 7. Aktivasi sistem imun oleh carvacrol 20
Pada T helper (Th1) , IL-12 merangsang sintesis
IFN γ .  IFN γ bersama  dengan  TNF α akan menaktifkan makrofag. 21
Secara umum, kerangka konsep pembahasan adalah pada diagram.

## PENUTUP
Senyawa carvacrol dalam  daun  Bangun- bangun  berpotensi  antibakteri  terhadap Staphylococus aureus dan Escherichia coli .
Senyawa  ini  juga  mampu  melawan  bakteri Methicillin Resistant Staphylococus aureus - MRSA .  Selain  itu,  daun  Bangun-bangun berpotensi  antifungi  terhadap Candida
albicans .
Sifat  antimikroba  senyawa  carvacrol  dalam daun  Bangun-bangun  dipengaruhi  oleh beberapa  hal.  Pertama,  adanya aliphatic side chains yang  dapat  mempengaruhi awal  interaksi  senyawa  dengan  membran bakteri. Sifat amfifatik senyawa ini dilihat dari interaksi  gugus  benzene  dengan  bagian dalam  membran  sel  bakteri,  sedangkan gugus hidrogen memicu ikatan dengan fosfat atau  dengan  ester-fosfat  pada  bagian  polar membran  sel  bakteri.  Kedua,  adanya  sifat asam  lemah  yang  dapat  memicu  perubahan potensial membran sel bakteri. Ketiga, adanya
aktivitas  mentol  yang  dapat  menyebabkan lepasnya elektron sehingga terjadi perubahan konsentrasi sitosol bakteri.
Daun  Bangun-bangun  mempunyai  sifat imunostimulator melalui kemampuan carvacrol merangsang  imobilisasi  kalsium intraseluler  sehingga  mengaktifkan  limfosit T.  Limfosit  T  teraktivasi  akan  menghasilkan sitokin, yaitu IL-12 dan TNF- α dan selanjutnya mengaktivasi  sel Natural Killer dan  makrofag. Selain itu, carvacrol juga dapat meningkatkan fagositosis neutrofil.

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Dzulkarnaen SD. Tanaman Obat Bersifat Antibakteri di Indonesia . CDK 1996:110:35-8.
2.  Ervizal AM, Zuhud (editor). Pelestarian dan pemanfaatan tumbuhan obat dari hutan tropis Indonesia (Prosiding). IPB : Bogor, 1992.
3.  Sutarno H, Atmowidjjojo S. Potensi dan cara pemanfaatan tanaman obat. Bogor: Yayasan Prosea Indonesia. 2000. Hal 7-10.
4.  Christin MS, Hertiani T. Kandungan senyawa kimia dan efek ekstrak air daun Bangun-bangun (coleus amboinicus, L.) pada aktivitas fagositosis neutrophil tikus putih (Rattus noervegicus. Majalah Farmasi Indonesia 2005; 16 (3): 141-8.
5.  Heyne K, Tumbuhan berguna Indonesia Jilid III. Jakarta: Terjemahan Departemen Kehutanan Republik Indonesia. Jakarta, 1997.
6.  Duke CR, Dr. Duke’s Constituens and Ethnobotanical Databases. Phytochemical database. 2000.
7.  Siagian  M,  Mulyati  R,  Balitbang  Botani.  Puslitbang  Biologi.  LIPI,  Bogor,  1995.  Available  at  http://katalog.pdii.lipi.go.id/index.php/searchkatalog/ downloadDatabyId/2763/2764.pdf
8.  Friedman M, Henika PR, Mandrell RE. Bactericidal activities of plant essential oils and some of their isolated constituents against Campylobacter jejuni , Escherichia coli , Listeria monocytogenes , and Salmonella enterica . J. Food Prot 2002; 65:1545-60.
9.  Riyanti D, Rogyanti S. Antimicrobial effects of Coleus amboinicus. Maj. Kedok Ggi (Dental J) 2006; 38(1):12-5.
10.  Nostro A, Roccaro AS, Bisignano G, Marino A, Cannateli MA, Pizzimenti FC, dkk. Effects of oregano, carvacrol and thymol on Staphylococus aureus and Staphyococus epidermidis biofilms. J Med Microbiol. 2007; 56: 519-23.
11.  Gurgel, PAD, Silva JG, Grangeiro AR, Xavier HS.Oliveira R, Pereira, SV, dkk. Antimicrobial effect of Plectranthus amboinicus (Lour.) Spreng (Lamiaceae) in Methicilin Resistant Stapgylococus aureus. Lat. Am. J. Pharm.2009;3: 460-4.
12.  Burt SA, Zee RVD, Koets AP, Graaff, AM, Knapen F, Gaastra W, dkk. Carvacrol induces heat shock Protein 60 and inhibits synthesis of flagellin in Escherichia coli O157:H7. American Society for Microbiology; 73(14): 4484-90.
13.  Chami N, Bennis S, Chami F, Aboussekhra A, Remmal A. Study of anticandidal activity of carvacrol and eugenol in vitro and in vivo. Oral Microbiol. Immunol 2005; 20: 106-11.
14.  Vijaya M, Ingram C, Gray J, Talpur NA, Echard BW, Bagchi D, dkk. Antifungal activities of origanum oil against Candida albicans. Molecular and Cellular Biochemistry 2001; 228:111–17.
15.  Tampieri MP, Galuppi R, Macchioni F, Carelle MS, Falcioni L, Cioni PL, dkk. The inhibition of Candida albicans by selected essential oils and their major components. Mycopathologia 2005; 59:339-45.
16.  Veldhuizen EJ, Johanna LM, Bokhoven T, Zweijtzer C, Burt SA, Haagsman HP. Structural Requirements for the antimicrobial Activity of Carvacrol. J. Agric. Food Chem 2006; 54: 1874−79.
17.  Ultee A, Bennik MH, Moezelaar R. The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for action against the food-bornepathogen Bacillus cereus . Appl. EnViron. Microbiol 2002; 68:1561-68.
18.  Santosa CM. Pengaruh Konsumsi Daun Bangun-bangun ( Coleus amboinicus , L) Terhadap potensi sekresi ASI dan komposisinya pada ibu menyusui. MFI 2002; 13(3):133-9.
19.  Bimczok  D,  Rau  H,  Sewekow  E,  Janczyk  P,  Souffrant  WB,  Rothko  HJ.  Influence  of carvacrol on  proliferation  and  survival  of  porcine  lymphocytes  and  intestinal epithelial cells in vitro. Toxicology I Vitro 2008; 22: 652-8.
20.  Chan A, Pang H, Yip ECH, Yun KT, Yung HW. Carvacrol and eugenol differentially stimulate intracellular Ca 2+ m obilization and mitogen-activated protein kinases in jurkat T-Cells and monocytic THP-1 Cells. Planta Med; 71:634-9.